镉和增强紫外线-B辐射复合作用对大豆生长的影响

研究了Cd^2+和增强紫外线-B(UV-B)辐射以及二者复合胁迫(Cd+UV-B)对大豆生长、光合作用、抗氧化酶活性和吲哚乙酸(IAA)氧化酶活性的影响,结果表明,UV-B辐射对大豆生长较CA^2+有更明显的抑制作用,主要是降低了光合作用,生物量减小;抑制节间的分化和伸长,节间减少,株高降低。UV-B辐射对POD、SOD活性有显著诱导作用,而Cd^2+明显颉颃UV-B对POD活性的诱导并抑制IAA氧化酶活性．在复合作用下,植物体内IAA氧化酶和POD活性较UV-B单独作用下显著降低,这两种酶活性降低会引起植物体内IAA含量升高,同时光合作用略有升高,这是株高和生物量较UV-B作用下有所增加的重要原因,复合胁迫还增强了对根伸长生长的抑制作用,根长度较对照显著降低(P<0．05)。IAA氧化酶和POD活性变化以及光合强度变化与大豆株高和生物量变化密切相关,这也是复合胁迫影响大豆生长状况的重要因素。     

镉(Cd)与UV-B复合胁迫影响大豆胚轴生长的生理调节机制研究

通过研究大豆胚轴生长及内源吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GAs)、过氧化物酶(POD)和吲哚乙酸氧化酶(IAA oxidase)活性变化对Cd、UV-B辐射和Cd UV-B(复合胁迫)的响应。分析了激素水平、酶活性变化以及胚轴生长变化特性。结果表明,UV—B辐射引起大豆上胚轴伸长减小;但Cd对上胚轴伸长无明显影响;Cd UV—B使上胚轴长度比UV—B作用时明显增加。UVB辐射显著降低了胚轴IAA含量;而GAs含量却显著升高;Cd胁迫下IAA和GAs变化并不明显;但Cd UV—B使IAA含量显著升高,而对GAs无明显影响。UVB辐射使IAA氧化酶和POD活性显著增强,而Cd对这两种酶活性影响并不明显;但Cd UV—B复合胁迫下胚轴的IAA水平较高。尽管UVB辐射引起胚轴中GAs含量显著增加,但研究结果显示IAA含量变化是胁迫下引起胚轴生长改变的更直接原因。研究还表明Cd UV—B时,大大削弱了UV—B辐射下IAA氧化酶活性增强,加之Cd对POD活性的抑制,导致复合胁迫下胚轴的IAA水平较高。证明复合胁迫可以改变单一胁迫下植物激素的调控机制。     

增强UV-B辐射与干旱复合处理对小麦幼苗生理特性的影响

为研究由于平流层臭氧层减薄紫外线B辐射增强在干旱地区对春小麦生理特性的影响的特殊性,模拟平流层臭氧减少20％时辐射到地表的紫外线B（UV－B,280－315nm)的增强和水分胁迫（－0.5Mpa,聚乙二醇PEG－6000处理获得）,通过测定两种胁迫下春小麦（Triticum aestivum L.)叶绿素含量、类黄酮含量、水势、细胞膜相对透性、超氧歧化酶（SOD）活性及丙二醛（MDA）含量,研究了增强UV－B辐射和水分胁迫复合作用对温室种植的小麦幼苗生理生化的影响。实验结果表明,虽然水分胁迫和UV－B辐射单独或复合处理都使春小麦的叶绿素含量降低,但仅UV－B辐射增强单独处理显著地降低小麦叶绿素a、b和总叶绿素的含量,而水分胁迫以及复合处理对叶绿素的含量的降低作用不显著。两种胁迫无论是单独作用还是复合作用均能使类黄酮含量升高,并且处理第3天比第1天高出近50％,复合处理下类黄酮的含量大于两个因子单独处理。UV－B辐射和水分胁迫处理1d对春小麦叶片的相对电导率的影响不明显,处理3d后两种胁迫下相对电导率均上升,表明膜透性增加,其中水分胁迫作用下增加尤其明显。膜质过氧化产物丙二醛的含量,在两种因子单独和复合作用下都升高,说明膜的生理功能受到了一定的不利影响。活性氧清除剂超氧化物歧化酶（SOD）的活性在各种处理下,都没有发生改变。虽然增强的UV－B辐射和干旱处理一样,会显著降低植物水势,但是,UV－B辐射与干旱同时处理时叶片水势降低的程度,不但没有比两者分别处理时降低程度之和低,而且比单做干旱处理时的降低程度还低,这表明UV－B辐射和干旱胁迫同时处理时,UV－B辐射不但没有加重水分胁迫,反而减轻了干旱对春小麦生长的胁迫。由此可以认为,在干旱条件下,增强UV－B辐射不会加剧而是有利于提高小麦对干旱的抗性。     

大豆作物响应增强UV—B辐射的品种差异

田间条件下模拟20％平流层臭氧层衰减,紫外线（UV－B,280－315nm)辐射增强,研究了UV－B对2个大豆（Glycin max (L.)Merr.)品种黑豆和晋豆生长,光合作用和稳定碳同位素组成的影响,结果表明,晋豆比黑豆对UV－B有较强的抗性或不敏感,表现为增强的UV－B辐射显著抑制黑豆的生长和株高,叶、茎、根和总生物量以及株高全部降低,而晋豆仅茎重和株高降低;晋豆的色素含量（叶绿素a,b,类胡萝卜素和类黄酮）不受UV－B辐射影响,在UV－B辐射下黑豆的净光合作用,气孔导度,胞间CO2浓度和蒸腾作用以及不分利用效率明显下降,而晋豆只有气孔导度和蒸腾作用减少,这可能与晋豆本身含有较高的类黄酮及较多的表皮毛和遗传特性有关,用叶片稳定碳同位素组成（δ^13C值）的分析也证明晋豆对UV－B辐射不敏感,由此看来,大豆品种对UV－B辐射的反应差异可以通过δ^13C值来判定。     

UV-B辐射增强和O3浓度升高对大豆叶片内源激素和抗氧化能力的影响

揭示大豆叶片内源激素对UV-B和臭氧胁迫的代谢机制和响应方式,为从分子水平研究植物内源激素对UV-B(Ultraviolet-B)和O3(Ozone)胁迫的适应机制奠定基础。以大豆(Glycine max.)为试验材料,利用开顶式气室研究UV-B(0.32W/m2)和O3((110±10)nmol/mol)复合胁迫对大豆叶片内源激素含量及活性氧代谢系统的影响。结果表明:在大豆整个生育期内,与对照相比,UV-B胁迫使大豆叶片ABA(Abscisic acid)含量、ZR(Zeatin riboside)含量和IAA(Indoleacetic acid)含量显著降低,IAA/ABA、ZR/ABA、(IAA+ZR)/ABA比值升高,O·-2(Superoxide anion free radical,O·-2)产生速率和MDA(Malonaldehyde)含量升高,SOD(Superoxide dismutase)、CAT(Catalase)和POD(Peroxidase)活性显著降低;高浓度O3胁迫下,大豆叶片ABA和IAA含量显著下降、ZR含量显著增加,IAA/ABA、ZR/ABA、(IAA+ZR)/ABA值显著升高,O·-2产生速率和MDA含量增加,SOD、CAT和POD活性显著降低;UV-B和O3复合胁迫下,大豆叶片ABA含量、ZR含量和IAA含量降低,ZR/ABA、(IAA+ZR)/ABA值下降,而IAA/ABA值升高,O·-2产生速率和MDA含量显著增加,SOD、CAT和POD活性显著降低。UV-B辐射增强和O3浓度升高单一及复合作用使大豆叶片内源激素间平衡改变,进而影响大豆叶片的代谢水平。持续胁迫下,植株抗氧化能力下降,对大豆表现为伤害效应。UV-B和O3复合胁迫比单独胁迫时的影响有所加深,但是小于两者单独作用时影响的简单累加。     

UV-B辐射对植物花粉萌发率和花粉管生长的累积效应

研究了19种植物花粉在不同UV－B辐射强度和辐照时间下其萌发率和花粉管伸长的变化,结果表明,UV－B辐射增加显著抑制大多数植物花粉的萌发率和花粉管生长;与对照相比,较高强度的UV－B对花粉的抑制作用大于较低强度;几个种的花粉萌发率及花粉管生长对UV－B增强不敏感,甚至被UV－B辐射所促进;辐射时间越长,对花粉抑制作用愈大,说明具有辐射累积效应,由此可知,植物花粉的萌发过程对UV－B的敏感性变化在自然条件下将会产生严重的生态学后果。     

α-NAA和UV-B辐射对栝楼幼苗光合色素及保护酶活性的影响

温室条件下研究 UV- B辐射 ( 0 .0 2 9J/( m2·s) )和外施 α-萘乙酸 ( α- NAA) ( 2 mg/L)对栝楼叶片光合色素及保护酶活性的影响。实验结果表明 :外施α- NAA,能提高栝楼幼苗叶片叶绿素及类胡萝卜素的含量 ,提高保护酶 SOD、CAT、POD、ASP的活性 ,细胞膜相对透性和膜脂过氧化产物 MDA含量相对稳定。UV- B辐射单独处理 ,则极显著地降低叶绿素 a的含量 ,叶绿素 b含量也呈明显地下降趋势 ,类胡萝卜素含量稍有下降 ,极显著降低栝楼幼苗叶片 SOD、POD、CAT、ASP活性 ,引起细胞膜相对透性明显增大 ,MDA含量显著增加。α- NAA与 UV- B辐射共同处理栝楼幼苗 ,与 UV- B辐射处理相比 ,叶绿体色素含量都有不同程度增加 ,而细胞膜相对透性、MDA含量则有不同程度降低 ,SOD、POD、ASP活性上升 ,CAT活性显著上升。以上结果暗示 ,UV- B辐射对生长的影响可能是 :( 1 )破坏光合色素而导致光合能力下降 ;( 2 )降低保护酶 SOD、POD、CAT、ASP活性 ,导致膜脂过氧化 ,膜结构遭到破坏 ,膜透性增加。而外施α- NAA,能部分减轻由增强的 UV- B辐射对栝楼幼苗造成的这种伤害 ,其原因可能是 α- NAA提高了保护酶活性 ,维持了活性氧产生与清除之间的平衡 ,即是维持了膜结构的稳定性。可见 ,α- NAA能增加栝楼对 UV- B辐射的抗性。     

紫外-B辐射对番茄幼苗生长、POD和IAA氧化酶活性的影响

模拟兰州地区夏季臭氧层减薄12%和20%时增强的UV-B辐射2.54kJ·m-2·d-1 T1 和4.25kJ·m-2·d-1 T2 ,以自然辐射为对照,研究2种辐射对番茄幼苗生长、叶绿素和可溶性蛋白质含量以及过氧化物酶 POD 、吲哚乙酸氧化酶 IAA氧化酶 活性的影响.结果表明:低强度、短时间的辐射 T1,10d 对番茄幼苗生长没有影响,而高强度、长时间的辐射可减少生物量累积,降低株高、壮苗指数、叶绿素a、b和总叶绿素的含量,对叶绿素a/b无显著影响;与对照相比,可溶性蛋白质含量在辐射处理10d和20d时均减低,40d时升高;T2处理使POD活性一直显著高于对照;IAA氧化酶活性在辐射10d和20d时增加,40d时显著低于对照.说明在UV-B辐射下光合下降、IAA分解抑制了番茄幼苗的生长.     

增强UV-B辐射与不同水平氮素对谷子（Setaria italica (L.) Beauv.） 叶片保护物质及保护酶的影响

研究了生长在1.875 mmol·L-1和15 mmol·L-1硝态氮素水平条件下的谷子(Setaria italica(L.)Beauv.)开花期间在进行强度为7.12 kJ·m-2.d-1增强UV.B辐射处理时叶片类黄酮含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和保护酶活性变化差异.主要结果表明在开花期无论是否进行增强UV-B辐射处理,较低水平氮素均比较高水平氮素更有利于提高谷子叶片PAL活性;叶片类黄酮含量除在进行增强UV-B处理时较低氮素条件下生长的谷子在开花末期显著高于较高氮素条件下生长的谷子外,受氮素水平影响不甚明显.而在开花期不进行与进行增强UV-B辐射处理,氮素水平对叶片保护酶的影响有所差异:不进行增强UV-B辐射处理,整个开花期氮素水平对谷子叶片SOD活性有显著影响而对ASP活性无显著影响,对CAT和POD活性则在开花期部分阶段有显著影响.进行增强UV-B辐射处理,整个开花期氮素水平对谷子叶片SOD与CAT活性有显著影响而对ASP、POD活性影响不显著.     

高温干旱复合胁迫对构树幼苗抗氧化酶活性和活性氧代谢的影响

近年来,全球气温不断升高,亚热带部分地区夏季高温和临时性干旱现象日益显著,高温与干旱严重威胁着植物的生存与生长。采用盆栽和人工气候室方式模拟不同的温度和土壤水分梯度,研究了高温与干旱复合胁迫对构树幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)活性、活性氧代谢和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:(1)高温或干旱单一胁迫下,构树幼苗SOD、POD、CAT活性增加,复合胁迫下,SOD和POD酶活性高于单一胁迫,且随着复合胁迫时间延长而升高。SOD活性受温度和土壤水分双因素影响极其显著,复合胁迫对SOD活性有一定程度的叠加效应;(2)复合胁迫下,活性氧代谢物与MDA含量均显著高于单一胁迫,表明复合胁迫加剧对植物的伤害。通过改变抗氧化酶活性以减轻膜脂过氧化的伤害作用是有限的。     

云南报春花SOD、POD酶量月际性变化与UV-B辐射关系的研究

利用低纬高原地区获得部分不同地区紫外辐射观测资料,研究不同地区紫外辐射月际性差异引起云南报春花SOD、POD酶量的差异变化,探讨在自然环境条件下,UV-B辐射对植物体内SOD、POD的影响。结果表明: (1)在低纬高原地区UV-B辐射强度变化具有特殊性和复杂性;(2)当报春花处于幼苗生长期(2月)时,UV-B辐射强度小,SOD、POD活性表现较弱;进入生长旺盛期和开花期(3月、4月),UV-B辐射增强,此时SOD、POD活性也随之增强;进入衰老期(5月),而UV-B继续增强,植物SOD、POD酶活性下降。     

镉及其与钙组合对褐脉少花龙葵毛状根生长、抗氧化酶活性和吸收镉的影响

为了探讨利用褐脉少花龙葵毛状根来修复重金属镉(Cd)污染的可能性,采用溶液培养法研究了Cd单独及其与钙(Ca)组合对褐脉少花龙葵毛状根生长、抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及对Cd吸收的影响。结果表明,Cd≤50μmol/L时能促进毛状根生长,而高于100μmol/LCd则抑制毛状根生长,使其侧根根尖变褐和变短,数目减少。与对照相比,不同浓度Cd培养的毛状根可溶性蛋白含量和SOD活性先升高后逐渐下降;其丙二醛(MDA)含量显著提高;100μmol/LCd使毛状根POD活性逐渐升高,但300μmol/LCd则使毛状根POD活性逐渐降低。与对照(仅添加100μmol/L或300μmol/LCd的毛状根)相比,Cd和10～30mmol/LCaCl2组合培养使毛状根可溶性蛋白含量和MDA含量降低;但提高其SOD活性;而100μmol/LCd和10～30mmol/LCaCl2结合培养的毛状根POD活性均比对照低;而300μmol/LCd和10～30mmol/LCaCl2结合培养的毛状根POD活性则均比对照提高。原子吸收分光光度法测定结果表明,毛状根吸收和吸附的重金属Cd含量随着培养基中Cd浓度的升高而增加。但外源加入10～30mmol/LCaCl2能减少毛状根对Cd的吸收,并调节其抗氧化酶SOD和POD活性,降低其膜脂过氧化水平而解除重金属Cd对毛状根生长的抑制或毒害。     

模拟UV-B辐射增强条件下灯盏花居群的生理差异及其遗传背景

在温室条件下,研究了模拟UV-B辐射（280～320 nm）增强对6个灯盏花居群的类黄酮、丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶活性的影响及其种内差异,并利用ISSR分子标记技术对灯盏花居群进行遗传背景分析.结果表明：在UV-B辐射增强条件下,灯盏花D01、D53、D63和D65居群在成苗期、盛花期和成熟期的类黄酮含量均显著增加,成苗期与盛花期MDA含量显著降低;而D47和D48居群3个生育期的MDA含量和盛花期类黄酮含量均显著增加,成熟期显著降低.D01居群3个生育期的POD、APX活性,成苗期、盛花期CAT活性与盛花期SOD活性均显著升高;D47居群3个生育期的SOD、CAT和APX活性,成熟期POD活性显著下降;D48居群3个生育期的POD、APX活性,成苗期、成熟期的SOD活性均显著下降;D53居群成苗期和盛花期SOD、APX活性,盛花期CAT活性显著增加;D63居群3个生育期的SOD、POD和APX活性均显著上升;D65居群除成熟期的CAT和APX活性没有显著变化外,3个生育期的4种抗氧化酶活性均显著上升.灯盏花居群对UV B辐射增强的响应有明显的种内差异,D01、D53、D63和D65为UV耐性居群,而D47和D48居群的UV敏感性较高.灯盏花居群不同生育期对UV-B辐射的响应为盛花期>成苗期>成熟期.居群间的遗传多样性差异明显,在遗传距离为0.11的水平上,可将D01、D53、D63和D65居群归为一类,D47和D48居群为另一类,这与根据生理响应指数判断的UV耐性与敏感居群的结果基本一致.     

外源钙对镉胁迫下南美蟛蜞菊毛状根生长、抗氧化酶活性和镉吸收的缓解效应

为了探讨外源钙对重金属镉(Cd)缓解南美蟛蜞菊Wedelia trilobata毛状根毒害的生理机理,采用溶液培养法研究了重金属Cd单独及其与Ca组合对南美蟛蜞菊毛状根生长、抗氧化酶超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及对Cd2+吸收的影响。结果表明,Cd≤50μmol/L时促进毛状根生长;高于100μmol/LCd则抑制其生长,使其侧根短小,根尖变褐或变黑。与对照相比,不同浓度Cd培养的毛状根POD活性、SOD活性和MDA含量都比对照明显提高,但高于100μmol/L Cd培养的毛状根可溶性蛋白含量均比对照降低。与仅添加200μmol/L或300μmol/L Cd的毛状根相比,Cd和10~30 mmol/L Ca组合培养可促进毛状根生长,使其主、侧根变粗;提高其可溶性蛋白含量;降低其MDA含量、POD活性及SOD活性。原子吸收分光光度法测定结果表明,南美蟛蜞菊毛状根能吸收和吸附重金属Cd2+,当Cd2+浓度为100μmol/L时毛状根对Cd2+的吸收量最大,而Cd2+浓度为300μmol/L时毛状根对Cd2+的吸附量最大。外源加入10~30 mmol/L Ca2+可显著减少毛状根对Cd2+的吸收和吸附,并可调节其抗氧化酶活性,降低其膜脂过氧化水平而解除重金属镉对毛状根生长的抑制或毒害。     

增强UV-B辐射对麻花艽叶片的抗氧化酶的影响

以青藏高原的特有植物麻花艽为材料,研究麻花艽叶片抗氧化酶系统对增强UV-B辐射的响应。结果表明：在UV-B处理初期,麻花艽叶片SOD、POD的酶活性都能增加,但随着处理时间的延长,SOD、POD的活性呈现下降趋势。麻花艽叶片CAT的酶活性在UVB处理后下降明显,但作为清除叶绿体中H2O2的关键酶AP的酶活性表现为明显地增加趋势,说明在对麻花艽叶片增强UV-B辐射反应中AP起有着重要作用。MDA的含量随UV-B处理时间延长而增加,表明UV-B降低了细胞内活性氧自由基的清除能力,膜脂过氧化作用加剧,导致了对麻花艽叶片的伤害效应。     

镉胁迫下大豆生长发育的生理生态特征

采用土壤盆栽试验方法,研究了不同浓度Cd2+胁迫对大豆整个生长发育周期的生长以及叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的生理生态适应性变化过程。结果表明,(1)Cd2+胁迫对大豆整个生活周期的叶绿素含量、POD活性、SOD活性及MDA含量的影响都是极显著的(P0.01);(2)短时间、低浓度的Cd2+胁迫对大豆植株的生长发育有刺激效应,高浓度、长时间的Cd2+胁迫对大豆植株构成明显的抑制效应;大豆株高增长开始受到抑制的Cd2+浓度为1.00mg·kg-1,远低于大豆生物量的增长开始受抑制的Cd2+浓度(2.50mg·kg-1);(3)当Cd2+浓度超过一定水平时,大豆植株生物量和株高的抑制程度与外源Cd2+浓度呈极显著的正相关(P0.01),对土壤Cd2+污染程度具有指示作用,且大豆植株高度与其生物量相比,株高对Cd2+污染具有更好的指示作用;大豆幼苗期叶绿素含量对镉的敏感性高于开花结荚期和成熟期的敏感性;(4)大豆POD、SOD活性的增加,能在一定程度上减轻Cd2+胁迫引起的膜脂过氧化造成的伤害作用;在Cd2+达到2.50mg·kg-1水平时,植物保护性酶系统活性的提高已经不足以弥补因Cd2+胁迫对大豆植株造成的伤害;大豆幼苗期和花荚期叶片的POD活性对土壤Cd2+污染程度具有较好的指示作用,而大豆花荚期和成熟期叶片的SOD活性对土壤Cd2+污染程度具有较好的指示作用;在Cd2+胁迫下大豆MDA含量增加,表明细胞膜脂过氧化作用加强。     

酸雨和UV-B对玉米幼苗光合速率和抗氧化酶活性的影响

以玉米( Zea mays L.)的两个品种渝糯7号和苏玉糯为研究材料, 研究酸雨与UV-B辐射单一因子和复合处理对植物光合作用及抗氧化酶活性的影响机理, 模拟酸雨[pH6.5(A0), 4.5(A1)和3.5(A2)]和增强UV-B辐射[0(B0), 2.88(B1)和5 76(B2)kJ·m-2·d-1]及其复合作用下, 玉米叶片光合速率, 膜脂过氧化程度, 抗氧化酶活性的变化.结果表明, 与对照相比, 酸雨或增强UV-B辐射单因素处理下两个品种的玉米幼苗所测生理指标有相似的变化, 基本表现为: 净光合速率和过氧化氢酶(CAT)活性降低, 质膜透性与丙二醛(MDA)含量增加, 过氧化物酶(POD)活性亦增加, 超氧化物歧化酶(SOD)活性随处理时间延长先升高后降低.复合处理下, 两个品种的玉米幼苗所测生理指标与对照相比也与单因素处理表现相似, 且随处理组合的不同, 复合胁迫下各指标的效果可能表现为协同效应, 但更多地表现为拮抗作用.以上结果说明, 模拟UV-B辐射升高和酸雨pH值降低促进了玉米叶片活性氧的代谢速率, 导致了抗氧化酶系统的紊乱, 抑制了光合作用.在复合处理下, 两个因子对不同指标在不同处理时间和复合水平下, 表现出一定的协同或拮抗效应可能与作物对环境变化产生一定的抗逆性和适应性有关.在不同时期两玉米品种对紫外辐射与酸雨敏感性不同.与苏玉糯相比, 渝糯7号对外界环境变化的抗性更大.